信号分析实验.pdf

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1、现代测试技术信号分析实验（一）学生:吴玲玲学院班级:机械学院硕1003班学号:3111001100•现代测试技术一、实验目的1.理解和巩固信号处理的基本方法，实现对稳态信号的分析计算2.掌握信号处理的一般编程方法，实现对振动信号基本特征量的提取二、实验要求有两个数字信号：A：x(t)10sin(60t)5sin(120t)43B：y(t)12sin(60t)4sin(120t)261.画出A和B的波形图，轴心轨迹图；2.做出B的幅值谱、相位谱、功率谱；3.做出A和B的互相关和相干分析。注意：1.要先计算采样频率和采样间隔；2.图上要表明纵、横坐标

2、的数值和单位；三、实验方法理解信号处理的原理和方法，使用MATLAB完成对信号的仿真和基本的处理四、实验结果与分析1.计算采样频率和采样间隔由信号表达式可知，信号A、B周期相同，相位不同，且A信号与B信号的120最大频率均为f60Hz，由采样定律可知，采样频率为2f2.56f153.6Hz，取采样频率f=1024Hz，则采样间隔为t=0.9765625ms。ss2画出A和B的波形图，轴心轨迹图，并计算出其波形系数F和波峰系数Ftc为了形成比较清晰的轴心轨迹图，样本数目不宜过大，以少于100—120个样本为宜。此处选择100个样本，时间间隔t=0.9765625m

3、s，则样本长度为97.65625msMatlabcleart=0:0.0009765625:0.1;x=10*sin(60*pi*t+pi/4)+5*sin(120*pi*t+pi/3);y=12*sin(60*pi*t+pi/2)+4*sin(120*pi*t+pi/6);%A和B的波形图现代测试技术%%画信号波形图figureplot(t,x)title('信号A的波形图');xlabel('时间/s');ylabel('幅值');gridonfigureplot(t,y)title('信号B的波形图');xlabel('时间/ms');ylabel('幅值');grido

4、n%%画轴心轨迹图figure[a,b]=cart2pol(x,y);polar(a,b);title('轴心轨迹图');gridon;执行结果为：现代测试技术由结果可看出，信号A、B均为周期信号，且周期相同，均为1/30s。轴心的轨现代测试技术迹较为均匀，在50度,190度及260度附近窜动较大。3.做出B的幅值谱、相位谱、功率谱f采样频率选取s=1000Hz，取512个点，采样间隔t=0.001s，则采样长度为0.512s程序代码：cleart=0:0.001:0.512;y=12*sin(60*pi*t+pi/2)+4*sin(120*pi*t+pi/6);Y=fft(

5、y,512);N=length(Y);subplot(2,2,1);plot(t(1:100),y(1:100));title('原始信号波形图');xlabel('时间t/s');R=abs(Y(1:floor(N/2)));theta=angle(Y(1:floor(N/2)));f=(0:255)/512*1000;P=Y.*conj(Y)/512;subplot(2,2,2);plot(f,R(1:256));title('幅值谱');xlabel('频率Hz');subplot(2,2,3);plot(f,theta(1:256));title('相位谱');xlab

6、el('频率Hz');subplot(2,2,4);plot(f,P(1:256));title('功率谱'),xlabel('频率Hz'),ylabel('功率');执行结果为：现代测试技术由结果可知，信号B在频率25Hz附近时幅值、功率达、相位均达到最大值在60Hz附近时，相位也为最大值，而幅值、功率则为次大值。4.做出A和B的互相关和相干分析程序代码：cleart=0:0.001:0.1;x=10*sin(60*pi*t+pi/4)+5*sin(120*pi*t+pi/3);y=12*sin(60*pi*t+pi/2)+4*sin(120*pi*t+pi/6);%A和B的

7、互相关分析subplot(3,1,1);plot(t,x,t,y);title('A与B信号波形图');legend('x(t)','y(t)');boxoff;xlabel('时间t/s');ylabel('x(t)和y(t)');dt=0.001;现代测试技术[a,b]=xcorr(x,y,'unbiased');subplot(3,1,2);plot(b*dt,a);title('互相关分析');xlabel('时间t/s');%A和B的相干分析subplot(3,1,3);plot(